我國馬鈴薯淀粉加工產業近年來發展迅速，據調查，目前全國淀粉生產企業 2 000 多家，馬鈴薯的年加工總量高達 800 多萬 t， 其中馬鈴薯淀粉年加工能力達 120 多萬 t， 每年因馬鈴薯淀粉加工而排放的酸性高濃度有機廢水（ 簡稱馬鈴薯淀粉廢水）高達 2 000 多萬 t。馬鈴薯淀粉廢水具有高濁度和高濃度的特點， 主要含有溶解性淀粉、多種蛋白質和氨基酸等營養物質〔1-2〕，如果不進行處理就直接排放到江河湖泊中， 其富營養化會導致河流魚蝦死亡，局部地區農田減產甚至絕收，而且長期存留的廢水發酵產生惡臭氣體將嚴重影響附近居民的正常生產生活。
我國馬鈴薯產區主要集中在北方地區， 加工期通常在冬季， 因此傳統的生化處理系統難以適應馬鈴薯淀粉廢水的凈化處理要求， 處理后的排放水也達不到企業回用水質的要求，使用膜分離“多級水處理”技術又存在處理成本太高的問題，企業難以負擔處理費用〔3-6〕。 如果能夠將高濃度馬鈴薯淀粉廢水中的多種蛋白質和氨基酸等營養物質回收并資源化利用， 將對我國馬鈴薯產業的發展具有重要的現實意義。 我國蒙脫土儲量豐富，它是一種價格便宜、具有大比表面積的含水硅酸鹽礦， 其對大部分陽離子和有機小分子（氨氮等）均可直接吸附，已在污水處理、飼料添加劑和農用化肥等領域中得到了廣泛應 用〔7-9〕，以蒙脫土為 基礎制備蒙脫土基絮凝吸附材料處理馬鈴薯淀粉廢水， 并將吸附后絮體收集制成家禽飼料和有機化肥的原料， 實現將馬鈴薯淀粉廢水資源化利用的研究未見報道。
筆者以蒙脫土為原料制備了蒙脫土基絮凝吸附材料， 測定了其對馬鈴薯淀粉廢水 COD 吸附量、濁度去除率及 pH 的影響， 以期為蒙脫土黏土礦和馬鈴薯淀粉廢水的資源化利用提供參考。
1 實驗部分
1.1 主要試劑
濃硫酸，北京恒業中遠化工有限公司，分析純；過氧化氫，天津市精細光復化工研究所，分析純；鹽酸，白銀化學試劑有限公司，分析純；氯化鈉，天津市宇鋒化工有限公司，分析純。
1.2 主要儀器
THZ-98A 恒溫震蕩培養箱， 上海一恒科技有限公司；TGL-20B 離心機， 上海安亭科學儀器廠； Lovibond ET125SC COD 測定儀， 德國 Lovibond； 雷磁 pHS-25 型 pH 計， 上海精科儀器有限公司； WGZ-200S 散射光濁度儀， 上海晰瑞儀器儀表有限公司；WMX-Ⅲ-A 型微波爐， 頻率 2 455 Hz， 功率 900 W；FE-SEM 冷場發射型掃描電子顯微鏡， 加速電壓為 10 kV。
1.3 蒙脫土基絮凝吸附材料制備
蒙脫土主要由含水的鋁硅酸鹽礦物組成，屬于2∶1 型層狀結構〔10〕，純度、特殊結構和表面電荷是影響其蒙脫土黏土礦物吸附交換性能的主要因素，以下是通過常見的物理改性和化學改性方法制備的蒙脫土基絮凝吸附材料。
蒙脫土原土（記為 A）：取自甘肅臨澤，將原礦粉碎過 0.061 mm 篩網， 在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。
水懸浮法提純蒙脫土（ 記為 B）： 將蒙脫土原礦配制成質量分數為 2%的水懸浮液，300 r/min 下攪拌 36 h，靜置分層，去上清液和下層泥沙，留中層懸浮液后干燥， 粉碎過 0.061 mm 篩網， 在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。
鈉基蒙脫土（ 記為 C）： 將通過水懸浮提純后的蒙脫土加入到預先配制的 1 mol/L 的 NaCl 溶液中，配成 10％的懸浮液， 超聲攪拌 40 min，300 r/min 下攪拌 48 h，離心分離，水洗至無 Cl-殘留，然后粉碎過0.061 mm 篩網，100 ℃真空干燥 24 h 后備用。
酸活化蒙脫土（記為 D）：將通過水懸浮提純后的蒙脫土加入到一定比例的濃硫酸、雙氧水、硝酸混合溶液中， 攪拌 1 h， 水洗至中性， 粉碎過 0.061 mm篩網，在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。
復合黏土（ 記為 E）： 將通過水懸浮提純后的蒙脫土和凹凸棒土按照質量比為 1∶1 配成質量分數為10%的懸浮液，并放入 WMX-Ⅲ-A 型微波爐微波改性 2 min， 離心， 粉碎過 0.061 mm 篩網， 在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。介孔 SiO2（ 記為 F）： 按文獻〔11〕中介紹的方法制備介孔 SiO2。
1.4 實驗廢水
實驗用馬鈴薯淀粉廢水取自甘肅臨洮騰勝淀粉有限公司，COD 為 25 000～35 000 mg/L，SS 為2 000～ 25 000 mg/L， 氨氮為 1 500～2 500 mg/L ，pH 為 4.5±0.5，溫度為（20±1） ℃，濁度為 284 NTU。
1.5 實驗分析方法
取 50 mL 廢水加入錐形瓶中， 加入 0.50 g 的蒙脫土基絮凝吸附材料，置于（30±1） ℃恒溫震蕩培養箱， 在 125 r/min 下震蕩吸附 6 h， 用離心機在 5 000r/min 下離心除去絮凝吸附材料，取上層離心液測定COD、濁度、pH。 其中 COD 測定采用重鉻酸鹽法，濁度采用分光光度法， 氨氮含量測定采用氨氮測定儀，SS 的測定采用重量法，pH 的測定采用玻璃電極法。
2、 資源化利用分析
馬鈴薯淀粉廢水含有可溶性淀粉、多種蛋白質和氨基酸等營養物質，COD 可達 30 000 mg/L， 氨氮也在 2 000 mg/L 以上。 從蒙脫土基絮凝吸附材料對馬鈴薯淀粉廢水處理效果的測定可知，蒙脫土基絮凝吸附材料處理馬鈴薯淀粉廢水 COD 吸附量在 116～245 mg/g 之間，弱電性的各種蛋白質、氨基酸等營養物質更容易被蒙脫土基絮凝吸附材料吸附，因而吸附后的蒙脫土基絮凝吸附材料含有豐富的蛋白質、氨基酸等營養物質。
從鈉化改性制備的蒙脫土基絮凝吸附材料吸附馬鈴薯淀粉廢水后表面 EDS譜各元素相對含量定量分析可知，絮凝吸附材料含有豐富的氮元素， 氮元素的原子比例達到 22.58％，說明蒙脫土基絮凝吸附材料對馬鈴薯淀粉廢水資源化處理后含有大量的蛋白質、 氨基酸等營養物質。同時蒙脫土基絮凝吸附材料價格便宜，是環境友好型硅酸鹽礦物，R. Wolter 等〔7-9〕研究表明， 蒙脫土可制作家禽飼料和農用化肥，而馬鈴薯淀粉廢水處理后的回收物在蒙脫土基礎上增加了大量的營養物質，因而更可作為調配家禽飼料或農用化肥的原料，提高企業的收益率，從而達到降低水處理的投資和運行費用，提高出水達標率和實現馬鈴薯淀粉廢水的資源化利用的目的，同時還可以帶動我國黏土礦產資源的開發利用，為實現一舉多得的社會、經濟和生態效益做出貢獻。
3、結論
以馬鈴薯淀粉廢水和蒙脫土基絮凝吸附材料為研究對象，測定了不同改性方法制備的蒙脫土基絮凝吸附材料對馬鈴薯淀粉廢水的處理效果，結果表明：
（1）采用不同的改性方法制備的各種蒙脫土基絮凝吸附材料，對馬鈴薯淀粉廢水中的 COD 吸附量最高達到 245 mg/g，濁度去除率最高達到 93%，廢水經蒙脫土基絮凝吸附材料處理后的 pH 介于 4.7～7.0，處理后水質清澈透明。
（2）在蒙脫土基絮凝吸附材料對馬鈴薯淀粉廢水的吸附過程中，提高吸附材料的純度，比表面積增大，吸附性能提高；同時吸附材料表面存在的可交換離子越多，吸附性能越高。
（3）蒙脫土基絮凝吸附材料對馬鈴薯淀粉廢水的吸附量在 116~245 mg/g， 吸附后的絮凝材料含有豐富的蛋白質、氨基酸等，可作為配制家禽飼料或農用化肥的原料，進一步提高企業利潤，實現蒙脫土和馬鈴薯淀粉加工廢水的雙重資源化利用。
4、如何選購合適的馬鈴薯淀粉廢水設備
首先，去看供應商成功案例現場觀看效果。
其次，約定出水執行標準，處置程度不同，污水處理成本會有很大差異。
最后，在購買前多家環保公司對比，確定合同條款，付款流程比例。
如果您想免去考察案例、定制合同、方案對比、資質驗證等繁瑣事務，建議搜索污水寶。污水寶是全國污水處理平臺，經過專業認證的環保公司。每天都有大量業主通過污水寶平臺選購環保設備。